Woher kommt die Energie, wenn ein Magnet einen Kompass bewegt? [Duplikat]

Mein sehr begrenztes Verständnis von Magnetismus ist, dass es sich im Wesentlichen um gespeicherte Energie handelt. Was mich jedoch verwirrt, ist die folgende Situation: Wenn Sie einen Kompass haben und einen Magneten in die Nähe bewegen, bewegt sich der Kompass. Meine Frage ist, woher kommt diese Energie? Verliert der Magnet etwas Magnetismus oder Energie im Zusammenhang mit dem Magnetismus? Und wenn ja, bedeutet das, dass ein "permanenter" Magnet tatsächlich schneller an Magnetismus verlieren würde, wenn Sie ihn um Dinge herumbringen würden, die leicht auf Magnete reagieren, als wenn Sie ihn in einem Bereich ohne solche Dinge belassen würden?

(Antwort in Kommentaren, weil ich sicher bin, dass dies ein Duplikat sein muss) Die Energie kommt von allem, was den Magneten bewegt.
Zucker und Benzin sind auch gespeicherte Energie und es ist nicht sehr spezifisch, Magnetismus als solches zu beschreiben.

Antworten (1)

Wenn Sie einen Magneten in die Nähe eines Kompasses bewegen, ändern Sie dazu das Feld. Nachdem sich die Kompassnadel in Position gesetzt hat, erfordert das Wegbewegen des Magneten etwas zusätzliche Kraft (aufgrund der nahe gelegenen Kompassnadel). Letztendlich ist die Energiequelle also Ihre Hand, die den Kompasskörper oder den Magneten bewegt.

Die unmittelbare Energiequelle ist jedoch die gespeicherte Magnetfeldenergie: Ein nahegelegener Magnet und eine ausgerichtete Kompassnadel haben weniger gespeicherte Energie als ein entfernter Magnet und eine nicht ausgerichtete Kompassnadel.

Die Magnetfeldenergie ist das Quadrat des lokalen Feldes mal dem lokalen Volumen, summiert über den gesamten Raum. Eine Kompassnadel nimmt Magnetfluss am magnetnahen Ende auf und gibt ihn am magnetfernen Ende wieder ab, aber das verringert das Feld neben der Nadel (im Feldlinienmodell konvergieren die Feldlinien in den Nadel, und das hinterlässt weniger Feldlinien pro Quadratmeter, dh weniger Magnetfeld, in dem Raum, der diese Nadel flankiert).

Das Lösen von Magnetfeldenergie- und -kraftproblemen ist das Hauptthema bei der Konstruktion von Motoren und Generatoren.

Bedeutet das, dass ein "permanenter" Magnet tatsächlich an Magnetismus verlieren würde?

Permanentmagnete sind nur in einigen ungeraden Elektronen-Orbital-Überlappungsmaterialien stabil (Ferromagnetismus ist fast ein chemischer Bindungseffekt). Daher kann nur die Anwendung von mehr Energie den Magnetismus solcher Materialien verlieren (wie das Schmelzen eines Eiswürfels). Wenn man einen nicht permanenten Magneten entmagnetisiert, ist er nicht wirklich (mikroskopisch) nicht magnetisch, sondern nur zufällig neu ausgerichtete Flecken. Das externe Feld kann durch diese Zufälligkeit verringert werden, und die Rate, mit der dies auftritt, ist der Unterschied zwischen "harten" Ferromagneten mit Permanentmagneten und "weichen" Ferromagneten.

Können Sie erklären, warum "Ferromagnetismus fast ein chemischer Bindungseffekt ist"? In meinem Buch wird es durch Eisenatome verursacht, die fünf ausgerichtete Elektronenspins in einer halb gefüllten d-Schale haben und durch magnetische Kopplung ausgerichtet werden.
@my2cts Eine kovalente Bindung wird von einigen Atomen gebildet, die miteinander kooperieren und die Spins ihrer Elektronen in der äußeren Umlaufbahn richtig ausrichten. Ein Ferromagnet wird von vielen Atomen in einem Kristall makroskopischen Maßstabs gebildet, deren Elektronen in bestimmten Umlaufbahnen ihre Spins richtig ausrichten. Beides sind Spin-Spin-Kopplungen.
@my2cts - echte magnetische Kopplung würde die N-Pole der Elektronen benachbarter Atome nicht zusammenfügen, sondern N neben S setzen (und dies kann passieren, es wird Antiferromagnetismus genannt). Der Grund, warum sich diese Spins stattdessen ausrichten, ist die „Austauschkraft“ identischer Elektronen mit ausgerichteten Spins. Magnetismus des Wandermodells hängt mit metallischer (kovalenter) Bindung zusammen.
@hyportnex Die Spins werden durch Pauli-Austausch ausgerichtet, also tatsächlich nicht durch magnetische Kopplung.